[發明專利]模塊化多電平換流器交流不對稱故障主回路計算方法、系統

有效

• 申請號: 201811481251.0
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109600064B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 蔣望;李笑倩;李亞軍;魏應冬;徐瑞林;陳濤;朱小軍;朱晟毅;向紅吉;趙科;馬興
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司電力科學研究院;清華大學;國家電網有限公司;國網湖北省電力有限公司
• 主分類號: H02M7/483
• 分類號: H02M7/483;H02M1/32
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 文芳

1.一種模塊化多電平換流器的交流不對稱故障主回路計算方法，其特征在于，根據交流系統不對稱故障產生的故障負序電流計算模塊化多電平換流器中的電氣量變化量；

所述模塊化多電平換流器中的電氣變化量包括有子模塊電容電流變化量，所述子模塊電容電流變化量的計算過程如下：

由故障負序電流引起的子模塊電容電流變化量為開關函數和橋臂電流負序分量的乘積；其中，開關函數表示為：

其中，S_ap,n表示a相上橋臂和下橋臂的開關函數，S_bp,n表示b相上橋臂和下橋臂的開關函數，S_cp,n表示c相上橋臂和下橋臂的開關函數；M表示參考電壓的基頻調制比，ω為基頻角頻率；

在交流電流中引入負序分量，交流電流可以表示為：

其中，I⁺和分別為正序電流的幅值和功率因數角，I^-和分別為故障負序電流的幅值和功率因數角；i_a、i_b、i_c分別表示a相、b相、c相的交流電流；

故障負序電流進入橋臂中，在橋臂電流上產生負序分量；橋臂電流表示為：

其中，i_ap,n表示a相上橋臂和下橋臂的橋臂電流，i_bp,n表示b相上橋臂和下橋臂的橋臂電流，i_cp,n表示c相上橋臂和下橋臂的橋臂電流；I_da，I_db，I_dc分別表示橋臂電流中的直流分量；

由公式(1)至公式(3)可知，子模塊電容電流變化量為：

其中，表示a相上橋臂和下橋臂的子模塊電容電流變化量，表示b相上橋臂和下橋臂的子模塊電容電流變化量，表示c相上橋臂和下橋臂的子模塊電容電流變化量。

2.如權利要求1所述的模塊化多電平換流器的交流不對稱故障主回路計算方法，其特征在于，所述模塊化多電平換流器中的電氣變化量包括有子模塊電容波動電壓變化量，所述子模塊電容波動電壓變化量的計算過程如下：

其中，I^-和分別為故障負序電流的幅值和功率因數角；M表示參考電壓的基頻調制比，ω為基頻角頻率；表示a相上橋臂和下橋臂的子模塊電容波動電壓變化量，表示b相上橋臂和下橋臂的子模塊電容波動電壓變化量，表示c相上橋臂和下橋臂的子模塊電容波動電壓變化量，C_d為直流電容。

3.如權利要求2所述的模塊化多電平換流器的交流不對稱故障主回路計算方法，其特征在于，所述模塊化多電平換流器中的電氣變化量包括有相單元波動電壓變化量，所述相單元波動電壓變化量的計算過程如下：

每個相單元包括上、下兩個橋臂，由故障負序電流引起的上、下橋臂波動電壓變化量表示為：

其中，L_s為橋臂電抗，C_d為直流電容，N為子模塊個數，S_ap,n表示a相上橋臂和下橋臂的開關函數，S_bp,n表示b相上橋臂和下橋臂的開關函數，S_cp,n表示c相上橋臂和下橋臂的開關函數；M表示參考電壓的基頻調制比，ω為基頻角頻率；I^-和分別為故障負序電流的幅值和功率因數角；表示a相上橋臂和下橋臂的波動電壓變化量，表示b相上橋臂和下橋臂的波動電壓變化量，表示c相上橋臂和下橋臂的波動電壓變化量；

由故障負序電流引起的相單元波動電壓變化量可以表示為：

其中，表示a相單元波動電壓變化量，表示b相單元波動電壓變化量，表示c相單元波動電壓變化量。